PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Antenas"

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1 PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Antenas" Grupo: Grupo 1 (Intensif. Señales y Comunicación)(882046) Titulacion: INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN (Plan 98) Curso: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN (Plan 98) 1998 E.T.S. de Ingeniería Antenas Optativa Sin curso específico Segundo Cuatrimestre 0º Grupo 1 (Intensif. Señales y Comunicación) (1) Área: Departamento: Dirección postal: Dirección electrónica: PROFESORADO 1 REINA TOSINA, LUIS JAVIER (COORDINADOR/A) Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

2 OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos El objetivo fundamental de la asignatura consiste en dotar al alumnado de una sólida formación en las principales tecnologías de sistemas radiantes, proporcionando la base necesaria para asimilar los métodos de análisis y síntesis de antenas más extendidos, y ampliando los conocimientos sobre las antenas adquiridos en la asignatura Radiación y Radiocomunicación (4º curso). De forma más específica, se persiguen los siguientes objetivos particulares: - Conocer los principales tipos de antenas, sus características y limitaciones. - Ofrecer una visión unificada para el estudio de los fenómenos de radiación electromagnética. - Presentar el principio de equivalencia electromagnética como aproximación al análisis de campos radiados por fuentes equivalentes y antenas de apertura. - Describir los principales parámetros de una antena, dedicando una atención especial a la impedancia de entrada. - Presentar las técnicas más comunes para la síntesis de agrupaciones de antenas. - Introducir algunos métodos numéricos ampliamente utilizados en el análisis electromagnético. Competencias Competencias transversales/genéricas Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Conocimientos generales básicos Solidez en los conocimientos básicos de la profesión Comunicación oral en la lengua nativa Comunicación escrita en la lengua nativa Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes Resolución de problemas Trabajo en equipo Habilidades en las relaciones interpersonales Habilidades para trabajar en grupo Capacidad para aplicar la teoría a la práctica Habilidades de investigación Capacidad de aprender Habilidad para trabajar de forma autónoma Competencias específicas COMPETENCIAS COGNITIVAS 1. Conocer los diferentes tipos de antenas que se utilizan como sistemas radiantes, y sus principales características. 2. Conocer las formulaciones más generales para el análisis de problemas de radiación electromagnética. 3. Entender el concepto de impedancia de antena y sus implicaciones. 4. Conocer las técnicas más extendidas para la síntesis de agrupaciones de antenas. 5. Introducir algunos métodos numéricos para la resolución de problemas de antenas. COMPETENCIAS PROCEDIMENTALES/INSTRUMENTALES 1. Analizar el campo radiado por antenas lineales de geometrías simples. 2. Analizar el campo radiado por antenas de apertura de geometrías simples mediante la aplicación del Principio de Equivalencia Electromagnética. 3. Calcular la impedancia de entrada de antenas cilíndricas mediante métodos numéricos. 4. Analizar sistemas de antenas acopladas mediante el cálculo de impedancias mutuas. 5. Utilizar herramientas de diseño y simulación de antenas. 6. Interpretar correctamente la documentación técnica proporcionada por los fabricantes de antenas. 7. Buscar, interpretar, seleccionar y generar información técnica. 8. Desarrollar recursos propios de autoaprendizaje. 9. Redactar informes convincentes sobre trabajos realizados, utilizando los lenguajes propios de la ingeniería. COMPETENCIAS ACTITUDINALES 1. Capacidad de abstracción. 2. Desarrollar destreza analítica, creatividad y razonamiento crítico. 3. Afrontar situaciones desconocidas y temas nuevos. 4. Ser riguroso en la evaluación de resultados. Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

3 CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) 1. Introducción 2. Radiación electromagnética 3. Antenas cilíndricas. Impedancia de antena 4. Agrupaciones de antenas: análisis y síntesis 5. Antenas prácticas Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos Unidad 1: Introducción 1.1 Presentación 1.2 Fundamento de la radiación 1.3 Tipos de antenas 1.4 Parámetros característicos de una antena 1.5 Antenas elementales Unidad 2: Radiación electromagnética 2.1 Ecuaciones para los potenciales 2.2 Función de Green 2.3 Solución de Stratton-Chu: Valores del campo en las regiones excluidas 2.4 Antenas de fuentes reales (tipo I). Potenciales retardados: Aproximación para grandes distancias Regiones de Fraunhofer y Fresnel 2.5 Antenas de fuentes equivalentes (tipo II): Ecuaciones de Maxwell con fuentes magnéticas Principio de equivalencia electromagnética Campos radiados por fuentes equivalentes Principio de equivalencia de Schelkunoff 2.6 Significado de los vectores radiación Unidad 3: Antenas cilíndricas. Impedancia de antena 3.1 Características básicas de las antenas cilíndricas 3.2 Antenas dipolares: Campo próximo de un dipolo 3.3 Distribución de corrientes en antenas dipolares. Ecuaciones integrales: Ecuación integral de Pocklington Modelado de la fuente Ecuación de Hallén Aplicación del método de los momentos a la Ecuación de Hallén 3.4 Impedancia de antena: Pérdidas óhmicas Cálculo de Zin mediante una línea de transmisión bicónica Adaptación Método de la fuerza electromotriz inducida: Teorema de Reacción. Igualdad de impedancias mutuas Impedancia de entrada. Impedancia mutua 3.5 Antenas cargadas 3.6 Alimentación de antenas cilíndricas: Simetrizadores y transformadores Unidad 4: Agrupaciones de antenas 4.1 Campos radiados por agrupaciones 4.2 Propiedades del factor de agrupación: Representación de Schelkunoff 4.3 Arrays lineales uniformes 4.4 Otras distribuciones de corrientes 4.5 Síntesis de agrupaciones: Síntesis de Fourier Método de Dolph-Chebyshev Arrays superdirectivos Unidad 5: Antenas prácticas 5.1 Antenas de apertura 5.2 Bocinas rectangulares y cónicas 5.3 Análisis de reflectores simples 5.4 Ranuras y antenas impresas 5.5 Antenas independientes de la frecuencia 5.6 Medida de antenas ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del cuatrimestre Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

4 Clases teóricas Al inicio de cada bloque temático, se facilitará al alumnado un amplio material de apoyo a la docencia, que incluirá los contenidos mínimos para el seguimiento de las clases y boletines de problemas con ejercicios relacionados con la materia correspondiente. Los primeros bloques temáticos (1-4) se impartirán a través de sesiones académicas teóricas, con exposición en pizarra por el profesor de los contenidos fundamentales y con ayuda de técnicas multimedia donde proceda. - Conocimientos generales básicos - Solidez en los conocimientos básicos de la profesión - Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes - Capacidad de aprender Clases prácticas Los créditos prácticos se distribuyen en clases de problemas y prácticas de laboratorio, que tratarán sobre la profundización de determinados aspectos comentados en la teoría. - Capacidad de análisis y síntesis - Solidez en los conocimientos básicos de la profesión - Resolución de problemas - Capacidad para aplicar la teoría a la práctica - Capacidad de aprender - Habilidad para trabajar de forma autónoma Prácticas de Laboratorio Se realizarán tres prácticas que tratarán sobre los temas: (1) Herramientas de CAD para antenas; (2) Impedancia de antena; y (3) Medida de antenas - Solidez en los conocimientos básicos de la profesión - Comunicación escrita en la lengua nativa - Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes - Resolución de problemas - Trabajo en equipo - Habilidades en las relaciones interpersonales - Habilidades para trabajar en grupo - Capacidad para aplicar la teoría a la práctica - Habilidad para trabajar de forma autónoma Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

5 Trabajo de investigación El último bloque temático del programa (5), orientado al estudio particular de distintos tipos de antenas, será desarrollado por los alumnos a través de un trabajo de curso que se realizará en grupos reducidos. - Capacidad de análisis y síntesis - Comunicación escrita en la lengua nativa - Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes - Trabajo en equipo - Habilidades para trabajar en grupo - Habilidades de investigación Tutorías colectivas de contenido programado Seguimiento de trabajos - Comunicación oral en la lengua nativa - Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes - Habilidades en las relaciones interpersonales - Habilidades de investigación Presentación de trabajos, exposición y debate Al finalizar la asignatura, cada grupo presentará su trabajo oralmente al resto de alumnos en una sesión de exposición y debate. - Capacidad de análisis y síntesis - Comunicación oral en la lengua nativa - Comunicación escrita en la lengua nativa - Habilidades en las relaciones interpersonales Exámenes Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

6 Horas estudio del alumno (*) 22.5 BIBLIOGRAFÍA Y OTROS RECURSOS DOCENTES Bibliografía general Antenas Cardama Aznar, Ángel; Jofre Roca, Lluis; Rius Casals, Juan M.; Romeu Robert, Jordi; Blanch Boris, Sebastián; Ferrando 2a ed. Publicación: Bataller, Miguel Antenna Theory and Design Elliott, Robert S. Revised ed Publicación: cop Antenna Theory: Analysis and Design Balanis, Constantine A. 3rd ed. Publicación: X Antennas for all applications Kraus, John Daniel; Marhefka, Ronald J. 3rd ed. Publicación: Bibliografía específica Electromagnetics Rothwell, Edward J.; Cloud, Michael J. 2nd ed. Publicación: cop Advanced Engineering Electromagnetics Balanis, Constantine A. Publicación: Antenna Theory and Design Stutzman, Warren L.; Thiele, Gary A. 2nd ed. Publicación: Antennas and Radiowave Propagation Collin, Robert E. ed. inter. Publicación: * Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

7 Microstrip Antenna Design Handbook Garg, Ramesh; Bhartia, Prakash; Bahl, Inder; Ittipiboon, Apisak Publicación: Analytical and Computational Methods in Electromagnetics Garsh, Ramesh Publicación: Otros recursos docentes Orfanidis, Sofocles J., "Electromagnetic Waves and Antennas," ECE Department, Rutgers University, (último acceso: Septiembre de 2011) SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación Examen escrito Examen escrito, de contenido fundamentalmente práctico (resolución de ejercicios) en el que se podrán incluir algunas cuestiones de carácter más teórico referidas a conceptos básicos. Preparación y exposición de trabajos Se propondrá al alumnado la realización de un trabajo monográfico con enfoque integrador de los temas tratados en la materia u otros que pudieran estar relacionados con ella. Este trabajo se realizará en grupos reducidos, y deberá exponerse al resto de la clase. Problemas resueltos y prácticas de laboratorio Se solicitará la entrega de una pequeña memoria correspondiente a cada una de las prácticas realizadas, o de los ejercicios que se propongan. Asistencia a clase y actividades Se realizará un seguimiento de la asistencia a las clases teóricas y prácticas, así como a cualquier actividad programada. Se valorará el grado de implicación del alumno, así como el interés que muestre. Criterios de calificación Cada uno de los sistemas de evaluación propuestos se valorará sobre una escala de 0 a 10 puntos. La ponderación relativa a cada una de las técnicas de evaluación será la siguiente: - Examen escrito: 60 % - Elaboración y exposición de trabajos: 20 % - Prácticas de laboratorio y ejercicios propuestos: 15 % - Asistencia a clases y actividades: 5 % Se considerará que un alumno ha superado la asignatura cuando la calificación que obtiene en el sistema de evaluación elegido sea igual o superior a 5 puntos. CALENDARIO DE EXÁMENES CENTRO: E.T.S. de Ingeniería 1 ª Convocatoria Fecha: Aula: 11/6/2014 Hora: 0:0 Por determinar CENTRO: E.T.S. de Ingeniería 2 ª Convocatoria Fecha: Aula: 1/9/2014 Hora: 0:0 Por determinar Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

8 CENTRO: E.T.S. de Ingeniería 3 ª Convocatoria Fecha: Aula: 21/11/2013 Hora: 0:0 Por determinar Anotaciones relativas al calendario de exámenes Las fechas indicadas tienen carácter provisional y se corresponden con el calendario de exámenes elaborado por el Coordinador de Actividades docentes para el presente curso académico y pendiente de aprobación por la Junta de Escuela a fecha de cierre del presente proyecto docente. No obstante, se recomienda su consulta en la página web de la Escuela en previsión de posibles incidencias. En el caso de que se produzcan cambios, estos serán notificados también en el tablón del Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones. TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: LUIS JAVIER REINA TOSINA MARIA JOSE MADERO AYORA RAFAEL BOLOIX TORTOSA FRANCISCO JAVIER PAYAN SOMET SERGIO ANTONIO CRUCES ALVAREZ JUAN JOSE MURILLO FUENTES Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9

9 ANEXO 1: HORARIOS DE LOS GRUPOS NO PRINCIPALES DE LA ASIGNATURA Y DEL GRUPO DEL PROYECTO GRUPO: Grupo 1 (Intensif. Señales y Comunicación) (882046) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: REINA TOSINA, LUIS JAVIER HORARIO SIN ESPECIFICAR GRUPO: Grupo de LABORATORIO DE ANTENAS (883690) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: REINA TOSINA, LUIS JAVIER HORARIO SIN ESPECIFICAR Curso académico: 2013/2014 Última modificación: de 9